鋼筋混凝土剪力墻設(shè)計(jì)

鋼筋混凝土剪力墻設(shè)計(jì)第一頁(yè)，共58頁(yè)。

雙肢墻內(nèi)力計(jì)算概念設(shè)計(jì)墻肢大偏壓計(jì)算墻肢小偏壓計(jì)算墻肢偏拉計(jì)算墻肢斜截面計(jì)算連梁設(shè)計(jì)與構(gòu)造本章重點(diǎn)第二頁(yè)，共58頁(yè)。

7.1剪力墻分類及受力特點(diǎn)

☆整體墻ρ＜16%洞口系數(shù)ρ＝洞口面積/墻面凈面積×100%整體懸臂墻彎曲型變形

孔洞間、孔洞至墻邊凈距大于洞口長(zhǎng)邊3第三頁(yè)，共58頁(yè)。

☆小開口整體墻16%≤ρ≤30%

小開口整體墻計(jì)算法基本呈彎曲型變形4第四頁(yè)，共58頁(yè)。

☆等效截面積：墻截面毛面積γ0：洞口削弱系數(shù)Ad：洞口立面總面積A0：立面總墻面積

☆等效慣性矩Jq：hnhi5第五頁(yè)，共58頁(yè)。

☆聯(lián)肢墻30%≤ρ≤50%

連續(xù)化計(jì)算法向剪切型變形過渡6第六頁(yè)，共58頁(yè)。

☆壁式框架ρ>50%

接近剪切型變形7第七頁(yè)，共58頁(yè)。

7.2☆雙肢墻內(nèi)力計(jì)算

基本假定

：平面結(jié)構(gòu)假定忽略連梁的軸向變形，墻肢發(fā)生的轉(zhuǎn)角處處相等

各墻肢、連梁截面及層高等沿全高相同

連梁的反彎點(diǎn)在連梁的中央；剛性樓板假定8第八頁(yè)，共58頁(yè)。

基本思路

：

qA1J1A2J2hbhH2a02c

q2a02c連梁設(shè)為均布的連續(xù)連桿9第九頁(yè)，共58頁(yè)。建立基本體系

（力法）

qa0ca0cσ(x)τ(x)建立變形協(xié)調(diào)方程求解τ(x)求解連梁剪力求解墻肢、連梁內(nèi)力10第十頁(yè)，共58頁(yè)。

基本方程

：求切開處沿τ(x)方向變形δ1(x):由墻肢彎曲變形產(chǎn)生的相對(duì)位移θ1m＝θ2m＝θmθ1mθ2mδ1(x)

c12cc2τ(x)τ(x)δ1(x)

＝－2c·θm（x）θm:順時(shí)針為正δ1(x)與τ(x)反向c1＝c2＝c11第十一頁(yè)，共58頁(yè)。δ2(x):由墻肢軸向變形產(chǎn)生的相對(duì)位移

qτ(x)dxNNδ2(x)

由隔離體平衡:12第十二頁(yè)，共58頁(yè)。δ3(x):由連梁彎曲、剪切變形產(chǎn)生的相對(duì)位移δ3(x)

qτ(x)·dxdxτ(x)·dx由懸臂梁變形公式:13第十三頁(yè)，共58頁(yè)。δ1(x)＋δ2(x)＋δ3(x)＝014引入補(bǔ)充條件

第十四頁(yè)，共58頁(yè)。對(duì)上式微分一次倒三角分布荷載均布荷載頂部集中荷載第十五頁(yè)，共58頁(yè)。δ1(x)＋δ2(x)＋δ3(x)＝0對(duì)x兩次求導(dǎo)連梁剛度系數(shù)D：連梁、墻肢剛度比α21：整體系數(shù)α2：16第十六頁(yè)，共58頁(yè)。引入約束彎矩表述的微分方程第十七頁(yè)，共58頁(yè)。倒三角分布荷載均布荷載頂部集中荷載m(x)：連梁對(duì)墻肢的約束彎矩雙肢墻基本方程設(shè)ξ＝x/H18第十八頁(yè)，共58頁(yè)。倒三角分布荷載均布荷載頂部集中荷載ξ＝0

墻頂彎矩為0ξ＝1

墻底彎曲轉(zhuǎn)角為0τ(x)19第十九頁(yè)，共58頁(yè)。

雙肢墻內(nèi)力計(jì)算

：連桿約束彎矩（連梁中心坐標(biāo)處）連梁約束彎矩連梁剪力連梁端部彎矩20第二十頁(yè)，共58頁(yè)。τ(ξ)V1ja0M1jV(1ξ)N(1ξ)M(1ξ)V(2ξ)M(2ξ)N(2ξ)21第二十一頁(yè)，共58頁(yè)。墻肢軸力墻肢彎矩水平荷載在j層截面處的傾覆力矩22第二十二頁(yè)，共58頁(yè)。墻肢剪力VPj:水平荷載在j層截面處總剪力J0i:考慮剪切變形影響后的墻肢折算慣性矩23第二十三頁(yè)，共58頁(yè)。

7.1剪力墻分類及受力特點(diǎn)

☆整體墻ρ＜16%洞口系數(shù)ρ＝洞口面積/墻面凈面積×100%整體懸臂墻彎曲型變形

孔洞間、孔洞至墻邊凈距大于洞口長(zhǎng)邊24第二十四頁(yè)，共58頁(yè)。

☆小開口整體墻16%≤ρ≤30%

小開口整體墻計(jì)算法基本呈彎曲型變形25第二十五頁(yè)，共58頁(yè)。

☆等效截面積：墻截面毛面積γ0：洞口削弱系數(shù)Ad：洞口立面總面積A0：立面總墻面積

☆等效慣性矩Jq：hnhi26第二十六頁(yè)，共58頁(yè)。

☆聯(lián)肢墻30%≤ρ≤50%

連續(xù)化計(jì)算法向剪切型變形過渡27第二十七頁(yè)，共58頁(yè)。

☆壁式框架ρ>50%

接近剪切型變形28第二十八頁(yè)，共58頁(yè)?！?－2剪力墻結(jié)構(gòu)的延性設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)或框—剪結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)計(jì)時(shí)，要求剪力墻必須具備足夠的延性。1、強(qiáng)墻弱梁連梁塑性鉸先于墻肢出現(xiàn)，利用連梁的塑性變形耗散地震能。第二十九頁(yè)，共58頁(yè)。3、加強(qiáng)重點(diǎn)部位重點(diǎn)部位底部?jī)蓪訅χ偢叨鹊?/10底部一層2、強(qiáng)剪弱彎

地震力一般會(huì)使墻肢底部形成塑性鉸，應(yīng)提高其抗剪承載力，避免剪切破壞。第三十頁(yè)，共58頁(yè)。4、限制墻肢軸壓比和設(shè)置約束邊緣構(gòu)件第三十一頁(yè)，共58頁(yè)?！?－2墻肢設(shè)計(jì)一、墻肢的破壞形態(tài)第三十二頁(yè)，共58頁(yè)。二、墻肢的設(shè)計(jì)內(nèi)力調(diào)整1、墻肢的設(shè)計(jì)內(nèi)力調(diào)A、設(shè)計(jì)彎矩調(diào)整：⑴除一級(jí)剪力墻外，設(shè)計(jì)彎矩不作調(diào)整。⑵抗震等級(jí)為一級(jí)的剪力墻：底部加強(qiáng)區(qū)域及上一層采用墻肢底截面彎矩組合值其他部位截面彎矩組合值×1.2

其目的是，如果剪力墻在地震力下出現(xiàn)塑性鉸，則應(yīng)保證塑性鉸出現(xiàn)在墻底，防止其他部位形成薄弱層。第三十三頁(yè)，共58頁(yè)。B、設(shè)計(jì)剪力調(diào)整：針對(duì)一、二、三級(jí)剪力墻底部，其余不作調(diào)整底截面最不利組合的剪力值1.6，1.4，1.29度設(shè)防時(shí)尚應(yīng)滿足第三十四頁(yè)，共58頁(yè)。三、墻肢偏壓、偏拉設(shè)計(jì)1、大小偏壓的區(qū)分：——界限壓區(qū)高度。

破壞形態(tài)與設(shè)計(jì)方法同柱子，區(qū)別僅在于配筋方式不同。剪力墻配筋有：⑴端部縱筋；⑶豎向分布筋。⑵水平分布筋；第三十五頁(yè)，共58頁(yè)。

考慮到豎向分布筋直徑較小，對(duì)承擔(dān)壓力貢獻(xiàn)不大，設(shè)計(jì)規(guī)定：第三十六頁(yè)，共58頁(yè)。2、大偏壓墻肢正截面設(shè)計(jì)第三十七頁(yè)，共58頁(yè)。⑴、非抗震基本公式

對(duì)稱配筋，由力、力矩（對(duì)混凝土合力點(diǎn)取矩）的平衡：第三十八頁(yè)，共58頁(yè)。忽略x的二次項(xiàng)，整理：設(shè)計(jì)分析：兩個(gè)方程、三個(gè)未知量（非對(duì)稱配筋時(shí)會(huì)有四個(gè)未知量），設(shè)計(jì)時(shí)，一般先根據(jù)構(gòu)造要求確定豎向分布筋，然后計(jì)算端部縱筋面積。公式適用條件：⑵、抗震基本公式在上述公式中考慮承載力抗震調(diào)整系數(shù)。第三十九頁(yè)，共58頁(yè)。某矩形截面剪力墻截面尺寸：bw=180mm;hw=3090mm，底部截面承受的彎矩設(shè)計(jì)值為883.5kN.m，軸力設(shè)計(jì)值N=1119.5kN（壓），剪力設(shè)計(jì)值V=106kN。縱筋為HRB400級(jí)，fy=360N/mm2，箍筋和分布筋為HPB235級(jí)，fyv=210N/mm2，混凝土為C25，抗壓強(qiáng)度11.9MPa,抗拉強(qiáng)度1.27MPa,界限受壓區(qū)高度0.518，墻肢兩端400mm范圍內(nèi)配置縱向鋼筋（as=200mm，pmin=0.5%）。問題：計(jì)算軸壓比，確定端部縱筋(對(duì)稱配筋)（1）計(jì)算軸壓比第四十頁(yè)，共58頁(yè)。（2）計(jì)算x（3）計(jì)算端部縱筋面積第四十一頁(yè)，共58頁(yè)。3、偏拉墻肢正截面設(shè)計(jì)⑴大小偏拉界限：⑵大偏拉設(shè)計(jì)

豎向分布筋作用同大偏壓，基本公式也相同，只是軸力反號(hào)。第四十二頁(yè)，共58頁(yè)。四、墻肢斜截面設(shè)計(jì)1、墻肢斜截面破壞形態(tài)剪拉破壞剪跨比較大且橫向鋼筋較少時(shí)發(fā)生。一條斜裂縫裂通，脆性斜壓破壞剪壓比過大。混凝土斜向壓碎剪壓破壞設(shè)計(jì)情況。出現(xiàn)一條主要的彎剪（或腹剪）斜裂縫，橫筋屈服、混凝土壓碎。第四十三頁(yè)，共58頁(yè)。無震組合2、偏壓墻肢斜截面承載力有震組合第四十四頁(yè)，共58頁(yè)?！獕χS力，抗震設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮地震組合，且——計(jì)算截面剪跨比。且…3、偏拉墻肢斜截面承載力第四十五頁(yè)，共58頁(yè)。上述公式圓括號(hào)內(nèi)值應(yīng)不小于零。五、墻肢構(gòu)造要求1、剪壓比限制無震組合有震組合第四十六頁(yè)，共58頁(yè)。2、軸壓比限制墻肢軸壓比限制軸壓比一級(jí)（9度）一級(jí)（7、8度）二級(jí)0.40.50.6

目的:保證塑性鉸延性，針對(duì)一、二級(jí)剪力墻底部加強(qiáng)部位。第四十七頁(yè)，共58頁(yè)。§7－3連梁設(shè)計(jì)一、連梁受力特點(diǎn)及破壞形式

跨高比小，易發(fā)生剪切破壞。反復(fù)荷載交叉斜裂縫第四十八頁(yè)，共58頁(yè)。二、連梁內(nèi)力調(diào)整1、連梁彎矩調(diào)整方法一：調(diào)整連梁剛度。

用調(diào)整后的剛度代替實(shí)際連梁剛度，進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。可以預(yù)見：連梁內(nèi)力變小，同時(shí)墻肢軸力也變小。第四十九頁(yè)，共58頁(yè)。方法二：組合彎矩調(diào)整。

將組合彎矩乘以0.5～0.8的系數(shù)。第五十頁(yè)，共58頁(yè)。2、連梁剪力調(diào)整——針對(duì)一、二、三級(jí)剪力墻連梁9度抗震設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)符合：第五十一頁(yè)，共58頁(yè)。三、連梁截面設(shè)計(jì)1、連梁正截面設(shè)計(jì)——對(duì)稱配筋2、連梁斜截面設(shè)計(jì)無震組合第五十二頁(yè)，共58頁(yè)。有震組合四、連梁構(gòu)造要求剪壓比限制分無震、有震情況第五十三頁(yè)，共58頁(yè)。1、名詞解釋高層建筑框架結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)框架剪力墻結(jié)構(gòu)樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)抗推剛度結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層剪重比剛重比結(jié)構(gòu)剛度中心剪力滯后延性結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)地震設(shè)防三水準(zhǔn)地震反應(yīng)譜法重力二階效應(yīng)風(fēng)振系數(shù)聯(lián)肢剪力墻整體剪力墻整體系數(shù)α強(qiáng)剪弱彎強(qiáng)柱弱梁約束邊緣構(gòu)件

第五十四頁(yè)，共58頁(yè)。2、簡(jiǎn)答題1、高層建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)力、位移與高度的關(guān)系

2、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)？

3、高層建筑房屋平面不規(guī)則和豎向不規(guī)則的類型有哪些？

4、框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，為什么要對(duì)梁端彎矩進(jìn)行調(diào)幅？

5、簡(jiǎn)述整體系數(shù)的大小在判斷整體墻和聯(lián)肢墻時(shí)的作用？并以雙肢墻為例，說明剪力墻的整體系數(shù)是如何影響墻肢內(nèi)力分布與側(cè)移的。

第五十五頁(yè)，共58頁(yè)。2、簡(jiǎn)答題6、為什么梁鉸機(jī)制比柱鉸機(jī)制對(duì)抗震有利

7、修正反彎點(diǎn)高度影響因素？

8、影響框架梁延性及耗能能力的因素

9、高層建筑包括哪些常用結(jié)構(gòu)體系？？

10、什么是抗震設(shè)計(jì)的二階段設(shè)計(jì)方法?為什么要采用二階段設(shè)計(jì)方法?

11、高層建筑結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則

12、剪力